(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
多気筒型のエンジンに付設される吸気マニホールドであって、
前記エンジンの気筒列方向に沿って延在する吸気チャンバと、
前記気筒列方向に沿って一側から延設され、前記吸気チャンバ側に屈曲して、当該吸気チャンバにおける前記気筒列方向での中間位置で当該吸気チャンバに接続され、スロットルバルブからの吸入空気を前記吸気チャンバに導入する吸気導入管と、
前記吸気導入管の接続部位に対して前記気筒列方向における前記一側および他側で前記吸気チャンバに接続され、当該吸気チャンバ内の吸入空気を当該エンジンの各吸気ポートにそれぞれ供給する複数本の分岐管とを有し、
前記吸気導入管と前記分岐管と前記吸気チャンバとによって画成される他側の空間に、前記吸気チャンバにおける前記他側の位置で前記吸気チャンバに共鳴連通路を介して連通するレゾネータが配設され、
前記吸気チャンバには、前記吸気チャンバにおける前記吸気導入管の開口縁と前記共鳴連通路の開口縁とを離間させる隔壁が設けられ、
前記隔壁は、前記吸気チャンバにおける前記吸気導入管の他側に隣接する分岐管の開口の少なくとも一部に対し、その端部が前記気筒列方向で重なる位置まで延設されたことを特徴とする吸気マニホールド。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、多気筒エンジンへの吸入空気の導入に供される吸気マニホールドに係り、詳しくは外形を大きくすることなくレゾネータを一体化する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車用多気筒エンジンでは、シリンダヘッドにおける吸気ポート側壁面に吸気マニホールドを締結し、この吸気マニホールドを介して新気（空気や混合気）を各気筒の燃焼室に供給することが一般的である。吸気マニホールドには、エアクリーナやスロットルボディを通過した新気を一時的に貯留する吸気チャンバと、吸気チャンバ内の新気を各気筒の吸気ポートに分配する分岐管とから構成されたものがある。吸気マニホールドの製造方法としては、アルミニウム合金を素材とするダイキャスト成型が採用されることもあるが、近年では軽量化や低コスト化等を図るべく樹脂を素材とする射出成形品が出現している（特許文献１参照）。特許文献１の吸気マニホールドでは、吸気導入管が並設された４本の分岐管のうち２本の内側を略水平に通過した後、上方に向けてＬ字状に屈曲して上部の吸気チャンバに連通する構造となっている。
【０００３】
一方、吸気マニホールドには、吸気チャンバにレゾネータ（レゾナンスチャンバとも呼ぶ）を接続し、共鳴過給（共鳴効果による吸気の動的過給）を行なうものが公知となっている（特許文献２参照）。共鳴過給は、吸気行程で吸気管内に生じた圧力振動（吸気脈動）にレゾネータの固有気柱振動数を同調させることによる過給方法であり、同調点において吸気脈動が減衰する一方、同調点を挟むエンジン回転域では過給効果が生じてエンジントルクの上昇が実現される。
【特許文献１】国際公開第ＷＯ２０１２／０１４３７７号
【特許文献２】特開平９−２６４１４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１の吸気マニホールドでは、４本の分岐管のうち吸気導入管が通過しない側の２本の内側が空間となっており、その空間の有効利用が望まれていた。また、特許文献２のレゾネータは、別部品として吸気マニホールドの上部側面に締結されており、吸気装置の構成部品点数を増加させるだけでなく、エンジンルームのスペースを狭める要因ともなっていた。
【０００５】
一方、本発明者等は、吸気チャンバにレゾネータを付設し、吸気チャンバの気筒列方向での中間位置に吸気導入管を開口させた吸気マニホールドの開発を試みたが、吸気チャンバにおけるレゾネータの開口（共鳴連通路）によって分岐管への吸入空気の分配が悪化する問題が生じた。すなわち、このような吸気マニホールドで吸気導入管の開口と共鳴連通路の開口とが近接していた場合、吸気導入管から導入された吸入空気の多くがレゾネータに流入してしまい、共鳴連通路に近接する分岐管に適正な量の吸入空気が導入されなくなるのである。
【０００６】
本発明は、このような背景に鑑みなされたもので、外形を大きくすることなくレゾネータを一体化した吸気マニホールドを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の第１の側面では、多気筒型のエンジン（１）に付設される吸気マニホールド（１０）であって、前記エンジンの気筒列方向に沿って延在する吸気チャンバ（１２）と、前記気筒列方向に沿って一側から延設され、前記吸気チャンバ側に屈曲して、当該吸気チャンバにおける前記気筒列方向での中間位置で当該吸気チャンバに接続され、スロットルバルブ（８）からの吸入空気を前記吸気チャンバに導入する吸気導入管（１１）と、前記吸気導入管の接続部位に対して前記気筒列方向における前記一側および他側で前記吸気チャンバに接続され、当該吸気チャンバ内の吸入空気を当該エンジンの各吸気ポートにそれぞれ供給する複数本の分岐管（１３〜１６）とを有し、前記吸気導入管と前記分岐管と前記吸気チャンバとによって画成される他側の空間に、前記吸気チャンバに共鳴連通路（５３）を介して連通して前記エンジンの共鳴過給に供されるレゾネータ（１７）が配設された。
【０００８】
本発明の第２の側面では、前記吸気チャンバには、当該吸気チャンバにおける前記吸気導入管の開口縁と前記共鳴連通路の開口縁とを離間させる隔壁（５５）が設けられ、
前記隔壁は、前記吸気チャンバにおける前記吸気導入管の他側に隣接する分岐管（１４）の開口（１４ａ）の少なくとも一部に対し、その端部（５５ａ）が前記気筒列方向で重なる位置まで延設された。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の第１の側面に係る吸気マニホールドによれば、分岐管のうち吸気導入管が通過しない側の２本の内側の空間にレゾネータを収めることにより、吸気装置のコンパクト化等が実現される。また、第２の側面に係る吸気マニホールドによれば、吸気導入管から共鳴連通路への吸入空気の流入が抑制され、分岐管への吸入空気の分配が阻害されにくくなる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施形態に係る自動車用エンジンの斜視図である。
【図２】実施形態に係る吸気マニホールドの分解斜視図である。
【図３】実施形態に係る吸気マニホールドの背面図である。
【図４】実施形態に係る第１分割体の正面図である。
【図５】図４中のＶ部拡大図である。
【図６】実施形態に係る第２分割体の背面図である。
【図７】実施形態に係る吸気マニホールドの縦断面図である。
【図８】図７中のＶIII−ＶIII階段断面図である。
【図９】図８中のＩＸ部拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、図面を参照して、本発明を自動車用直列４気筒エンジン（以下、単にエンジンと記す）の吸気マニホールドに適用した実施形態を詳細に説明する。なお、本実施形態のエンジンは前方吸気の前傾搭載型であるが、吸気マニホールドにおける各部位の説明にあたっては、上下方向については図１中に上下の矢印で示し、前後方向および左右方向については便宜上図１中に前後・左右を矢印で示し、位置や方向をこれらに沿って表記する。
【００１２】
≪実施形態の構成≫
図１，図２に示すように、本実施形態のエンジン１は、図示しないシリンダブロックの上面に締結されたシリンダヘッド２、シリンダヘッド２の上面に締結されたヘッドカバー３等を有している。シリンダヘッド２の吸気サイド（前面）に形成された吸気フランジ２ａには、４つの吸気ポート５ａ〜５ｄが左右方向に並んで開口するとともに、右端側の吸気ポート５ｄの右方にＥＧＲガス供給孔６が開口している。シリンダヘッド２には、ＥＧＲガス供給孔６を覆うかたちでＥＧＲブロック７が締結され、このＥＧＲブロック７を介してＥＧＲガス供給孔６からのＥＧＲガスが後述の吸気導入管１１内に供給される。
【００１３】
＜吸気マニホールド＞
図１，図２に示すように、吸気マニホールド１０は、シリンダヘッド２の吸気フランジ２ａおよびＥＧＲブロック７の前面（図２参照）に締結されており、右端に締結されたスロットルバルブ８からの新気（吸入空気）が流入する吸気導入管１１と、吸気導入管１１から新気が流入する吸気チャンバ１２と、吸気チャンバ１２内の新気をエンジン１の各吸気ポート５ａ〜５ｄにそれぞれ導く第１〜第４分岐管１３〜１６と、吸気チャンバ１２に連通するレゾネータ１７（図３参照）とを備えている。
【００１４】
図３にも示すように、吸気導入管１１は、右方（上流側）から吸気マニホールド１０の中央部まで延びた後に上方に向けて略Ｌ字状に屈曲し、下流端が吸気チャンバ１２の前面に接続している。吸気チャンバ１２は、吸気マニホールド１０の最上部に位置しており、内部にチャンバ室５１（図７，図８参照）を有している。図１に示すように、第１〜第４分岐管１３〜１６は、上流端が吸気チャンバ１２の前面に接続しており、前方に向けて略円弧状に屈曲した後、下流端が締結フランジ１８（図３参照）を介してシリンダヘッド２の吸気フランジ２ａに締結されている。
【００１５】
第３，第４分岐管１５，１６は、吸気導入管１１の外周に一部が巻き回されており、少なくともその下部が吸気導入管１１と一体となっている。一方、レゾネータ１７は、吸気導入管１１と第１，第２分岐管１３，１４と吸気チャンバ１２とによって画成される空間（すなわち、吸気導入管１１の立上り部の左側）に配設されている。これにより、レゾネータ１７を吸気マニホールド１０の外部に設置する場合等に較べ、吸気装置のコンパクト化（すなわち、省スペース化）が実現される。
【００１６】
図２に示すように、吸気マニホールド１０は、熱可塑性樹脂の射出成形品である第１〜第３分割体２１〜２３を構成要素としており、これら分割体２１〜２３が振動溶着によって互いに接合されることで製造される。
【００１７】
図２，図４に示すように、第１分割体２１は、吸気導入管１１の後方部分を構成する導入管後半部３１と吸気チャンバ１２の後方部分を構成するチャンバ後半部３２と、第１〜第４分岐管１３〜１６の下流端部分を構成する第１〜第４分岐管端部３３〜３６と、レゾネータ１７の後方部分を構成するレゾネータ後半部３７と、吸気チャンバ１２とレゾネータ１７とを連通させる共鳴連通路５３（図７，図８参照）の後方部分を構成する連通路後半部３８とを有している。なお、図５にも示すように、チャンバ後半部３２の左後面には、図示しないバキュームサーボにバキューム配管およびチェックバルブを介して接続される負圧ジョイント３９が形成されており、その負圧開口３９ａが下り勾配の凝縮水排出溝４０をもって連通路後半部３８に連続している。
【００１８】
また、図２，図６に示すように、第２分割体２２は、吸気導入管１１の前方部分を構成する導入管前半部４１と吸気チャンバ１２の前方部分を構成するチャンバ前半部４２と、第１〜第４分岐管１３〜１６の後方部分を構成する第１〜第４分岐管後半部４３〜４６と、レゾネータ１７の前方部分を構成するレゾネータ前半部４７（図２には図示せず）と、共鳴連通路５３の前方部分を構成する連通路前半部４８（図２には図示せず）を有している。
【００１９】
また、第３分割体２３は、第１〜第４分岐管１３〜１６の前方部分を構成する第１〜第４分岐管前半部６３〜６６を有している。
【００２０】
図７に示すように、吸気チャンバ１２内にはチャンバ室５１が設けられ、レゾネータ１７内には共鳴室５２が設けられている。チャンバ室５１と共鳴室５２とは、吸気チャンバ１２の底面に開口を有する共鳴連通路５３によって連通されており、エンジン１の運転時に共鳴連通路５３を介してチャンバ室５１と共鳴室５２との間で吸入空気が移動できるようになっている。図４，図６〜図９に示すように、チャンバ室５１には吸気導入管１１と共鳴連通路５３との間に隔壁５５が設けられている。隔壁５５はエンジン１の気筒列方向でその左端５５ａが第２分岐管１４の開口１４ａの略中央まで延設されており、この隔壁５５に隔てられることにより、吸気導入管１１の開口１１ａの縁部と共鳴連通路５３の開口５３ａの縁部とが距離Ｌ（例えば、５０ｍｍ程度）をもって離間している。
【００２１】
図７，図８に示すように、共鳴連通路５３の開口５３ａは吸気チャンバ１２の底面１２ａに位置しており、吸気導入管１１は、その開口１１ａの下縁が共鳴連通路５３の開口５３ａよりも若干上方に位置している。また、第１〜第４分岐管１３〜１６の開口１３ａ〜１６ａは、それぞれの下縁が共鳴連通路５３の開口５３ａの下縁よりも上方に位置している。
【００２２】
≪実施形態の作用≫
エンジン１が運転を開始すると、ピストンのレシプロ運動に伴ってエアクリーナから新気が負圧吸引され、この新気がスロットルバルブ８を介して吸気マニホールド１０に流入する。吸気マニホールド１０に流入した新気は、吸気導入管１１から吸気チャンバ１２のチャンバ室５１に導入された後、第１〜第４分岐管１３〜１６を介してシリンダヘッド２の吸気ポート５ａ〜５ｄに供給され、吸気弁が開放した際に燃焼室に供給される。
【００２３】
吸気チャンバ１２（チャンバ室５１）に導入された吸入空気は、共鳴連通路５３を介して共鳴室５２（レゾネータ１７）にも流れ込むが、この際、吸気導入管１１の開口１１ａの縁部と共鳴連通路５３の開口５３ａの縁部とが離間しているため、図９（ａ）に示すように吸入空気の共鳴室５２への流入が抑制され、第１〜第４分岐管１３〜１６（特に、第２分岐管１４）への吸入空気の分配が阻害されにくくなり、エンジン１の出力低下やトルク変動等が効果的に防止される。なお、吸気導入管１１と共鳴連通路５３との間に隔壁が設けられていない場合、図９（ｂ）に示すように吸入空気の一部が共鳴室５２に流入し、第２分岐管１４に適正な量の吸入空気が導入されなくなる。
【００２４】
一方、エンジン１を制御するエンジンＥＣＵ（図示せず）は、エンジン回転速度や冷却水温、吸気温、エンジン負荷等の各種運転情報に基づいてＥＧＲガスの環流量を設定し、ＥＧＲバルブ等を駆動制御してＥＧＲガス供給孔６からＥＧＲブロック７にＥＧＲガスを供給する。ＥＧＲガスは、ＥＧＲブロック７内のＥＧＲガス通路を通過して吸気導入管１１内に放出され、吸気チャンバ１２、分岐管１３〜１６を経て吸気ポート５ａ〜５ｄに導入される。
【００２５】
ＥＧＲガスやブローバイガスは燃焼生成物である水分を含んでおり、この水分が吸気チャンバ１２の内壁に付着した後、冷却されることによって凝縮水６１となる。凝縮水６１は、吸気チャンバ１２の内壁を伝って流れ落ち、図７，図８に示すように、吸気チャンバ１２の底面１２ａに溜まり６２を形成する。本実施形態の場合、上述したように、吸気チャンバ１２の底面１２ａには共鳴連通路５３の開口５３ａが位置し、吸気導入管１１の開口１１ａの下縁や第１〜第４分岐管１３〜１６の開口１３ａ〜１６ａの下縁が共鳴連通路５３の開口５３ａよりも上方に位置している。そのため、吸気チャンバ１２の底面１２ａに溜まり６２を形成した凝縮水６１は、図７，図８中に矢印で示すように、吸気導入管１１や第１〜第４分岐管１３〜１６に流れ込むことなく、共鳴連通路５３を介して共鳴室５２（レゾネータ１７）に流入する。なお、共鳴室５２に流入した凝縮水６１は、エンジン１の運転に伴う吸入空気の流れによって次第に蒸発し、無害な水蒸気となって第１〜第４分岐管１３〜１６から各吸気ポート５ａ〜５ｄに流入する。
【００２６】
また、負圧ジョイント３９の負圧開口３９ａの付近に溜まった凝縮水６１は、図５に示すように、下り勾配の凝縮水排出溝４０を流れ下り、共鳴連通路５３を介して共鳴室５２（レゾネータ１７）に流入する。これにより、負圧ジョイント６２からバキューム配管（すなわち、バキュームサーボ側）への凝縮水６１の流入が防止され、チェックバルブの機能不良（弁体の固着や閉塞等）が効果的に抑制される。
【００２７】
以上で具体的実施形態の説明を終えるが、本発明の態様はこれら実施形態に限られるものではない。例えば、上記実施形態は、自動車用直列４気筒エンジンの吸気マニホールドに本発明を適用したものであるが、本発明は、自動車や産業機械等に用いられる直列６気筒エンジンやＶ型６気筒エンジン等の吸気マニホールドにも当然に適用可能である。また、上記実施形態では吸気チャンバにおける吸気導入管の開口を共鳴連通路の開口より上方に設置したが、例えば、吸気導入管を吸気チャンバの底面に開口させ、第３，第４分岐管側の凝縮水を吸気導入管に落下させるようにしてもよい。その他、吸気マニホールドや第１，第２分割体の具体的構造や形状等についても、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜設定可能である。
【符号の説明】
【００２８】
１      エンジン
２      シリンダヘッド
５ａ〜５ｄ    吸気ポート
８      スロットルバルブ
１０    吸気マニホールド
１１    吸気導入管
１２    吸気チャンバ
１３〜１６    分岐管
１７    レゾネータ
５３    共鳴連通路
５５    隔壁
【図１】
0005619818.tif 000002
【図２】
0005619818.tif 000003
【図３】
0005619818.tif 000004
【図４】
0005619818.tif 000005
【図５】
0005619818.tif 000006
【図６】
0005619818.tif 000007
【図７】
0005619818.tif 000008
【図８】
0005619818.tif 000009
【図９】
0005619818.tif 000010